(57)【要約】【課題】枠体の開口を外装フィルムで封止する際に電池の外側にバリが形成されにくい電池の封止方法と、そのような封止方法が実現可能な枠体を提供すること。【解決手段】  本封止方法は、枠体１４の開口２２が外装フィルム１２で覆われるように、枠体１４に対して外装フィルム１２を位置決めする工程と、枠体１４の開口２２の周縁に形成された溶着面１６と外装フィルム１２とを溶着する工程を備える。本封止方法では、溶着前は枠体１４の溶着面１６の少なくとも一部に凸部２０と凹部１８が近接して形成されており、その凹部１８は凸部２０の突出体積以上の窪み容積を有している。そして、前記溶着工程では、枠体１４の溶着面１６のうち少なくとも前記凸部２０を加熱溶融することを特徴とする。【選択図】  図１
2007073322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収容する枠体の開口を外装フィルムで封止する電池の封止方法であって、
枠体の開口が外装フィルムで覆われるように、枠体に対して外装フィルムを位置決めする工程と、
枠体の開口の周縁に形成された溶着面と外装フィルムとを溶着する工程を備え、
溶着前は、前記枠体の溶着面の少なくとも一部に凸部と凹部が近接して形成されており、その凹部は前記凸部の突出体積以上の窪み容積を有しており、
前記溶融工程では枠体の溶着面のうち少なくとも前記凸部を加熱溶融することを特徴とする電池の封止方法。
【請求項２】
溶着前は、凸部が開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されており、凹部も開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項１の封止方法。
【請求項３】
発電要素を収容する電池用の枠体であって、
外装フィルムによって封止される開口と、
その開口の周縁に形成された溶着面と、
その溶着面の少なくとも一部に形成された凸部と凹部と、を有し、
凸部と凹部は近接して形成されており、凹部は凸部の突出体積以上の窪み容積を有することを特徴とする枠体。
【請求項４】
凸部は開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されており、凹部も開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項３の枠体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電池の封止方法に関する。詳しくは、発電要素を収容する枠体の開口を外装フィルムを用いて封止する電池の封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池のパッケージとして樹脂製の枠体が用いられている。樹脂製の枠体は、外部衝撃に強く取り扱い性に優れ、軽量である。このため、発電要素を好適に保護し、電池の重量増加を抑えるために、樹脂製の枠体が広く用いられている。
この枠体に収容される発電要素は水分に弱く、水分に触れると性能が低下する。このため、この種の電池では、枠体の開口を外装フィルムで封止し、発電要素を水分から保護するようにしている。樹脂製の枠体が用いられた電池の一例としては、特許文献１に記載の電池が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３８３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電池では、枠体の開口を外装フィルムで封止するため、枠体の開口の周縁に形成された溶着面と外装フィルムとを溶着している。溶着処理時には、外装フィルムと枠体の密封状態（溶着強度）を向上するために、ヒートバー（溶着バー）によって外装フィルムを枠体の溶着面に押し付け、両者に荷重を加えながら加熱している。荷重が加えられた状態で溶着面にある樹脂が溶融或いは軟化すると、その溶融或いは軟化した樹脂の一部が電池の外側に押し出される。押し出された樹脂が凝固すると、いわゆる「バリ」が発生する。電池の外側にバリが形成されると、製品としての電池の美観が損なわれる等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、枠体の開口を外装フィルムで封止する際に電池の外側にバリが形成されにくい電池の封止方法を提供することを目的とする。また、そのような封止方法が実現可能な枠体を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発電要素を収容する枠体の開口を外装フィルムで封止する電池の封止方法である。本封止方法は、枠体の開口が外装フィルムで覆われるように、枠体に対して外装フィルムを位置決めする工程と、枠体の開口の周縁に形成された溶着面と外装フィルムとを溶着する工程を備える。本封止方法では、溶着前は、枠体の溶着面の少なくとも一部に凸部と凹部が近接して形成されており、その凹部は凸部の突出体積以上の窪み容積を有している。そして、前記溶着工程では、枠体の溶着面のうち少なくとも前記凸部を加熱溶融することを特徴とする。
【０００７】
上記の封止方法は、凸部と凹部が形成されている枠体の溶着面に外装フィルムを溶着して枠体の開口を封止する。溶着処理は、枠体の溶着面と外装フィルムを加熱圧着する形態で行われる。溶着処理時には、凸部を形成する樹脂が溶融し、溶融した樹脂は凹部に流れ込んで凝固する。凹部は、凸部の突出体積以上の窪み容積を有するので、凸部から流れ込んだ樹脂を容易に受け入れることができる。このため、枠体と外装フィルムを溶着するときに、溶融又は軟化した樹脂が電池の外側にはみ出しにくい。溶融又は軟化した樹脂が電池の外側にはみ出しにくいので、バリの形成を抑制することができる。
本封止方法によると、枠体と外装フィルムを溶着する時にバリの形成が抑制され、美観に優れた電池を提供することができる。
【０００８】
本封止方法は、位置決め工程においては、凸部が開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されており、凹部も開口の周縁の周方向に沿って環状に形成されている枠体を採用すると好ましい。
このような構成によると、凸部と凹部が近接した状態で開口の周方向に環状に設けられることで外装フィルムと枠体の溶着面が全周に亘って均一に溶着することができるという利点を有する。
【０００９】
本発明は、発電要素を収容する電池用の枠体をも提供する。
本発明の枠体は、外装フィルムによって封止される開口と、その開口の周縁に形成された溶着面と、その溶着面の少なくとも一部に形成された凸部と凹部と、を有している。凸部と凹部は近接して形成されており、凹部は凸部の突出体積以上の窪み容積を有することを特徴とする。
溶着面に設けられた凹部の窪み容積は、凸部の突出体積以上の大きさを有するので、凸部にある樹脂がすべて溶融しても凹部の窪みに収容することができる。溶着処理時に溶融又は軟化した凸部の樹脂が凹部に収容されると、電池の外側にその溶融又は軟化した樹脂がはみ出しにくい。従って、本発明の枠体を用いると、電池の外側にバリが形成されにくい。
【００１０】
本発明の枠体は、凸部は開口の周縁の周方向に沿って形成されており、凹部も開口の周縁の周方向に沿って設けられていると好ましい。
かかる構成の枠体を用いて電池を封止すると、電池の外側にバリが形成されることを効果的に抑制することができる。
【００１１】
なお、本明細書でいう「電池」は、電気エネルギーを取り出せるものをいい、蓄電原理に限定されない。リチウム二次電池等の二次電池、あるいは電気二重層キャパシタ等も、ここでいう電池に包含される。また、これら発電要素を複数個接合した組電池も、ここで言う「電池」に包含される。
本明細書でいう「枠体」は、発電要素を物理的に収容可能な部材をいい、その形状に制限はない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の封止方法は外装フィルムと樹脂製の枠体からなるパッケージで封止された構造の電池に適用することができる。本発明の封止方法によると、電池の外側にバリが発生することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（形態１）電池はリチウム二次電池である。
（形態２）外装フィルムは、高融点樹脂材料からなる外面層と、金属材料からなるバリア層と、熱可塑性樹脂材料からなる溶着樹脂層とを有する、三層構造のラミネートフィルムである。
（形態３）枠体は、ポリプロピレン製である。
（形態４）枠体は一面が開口した平箱形状であり、１枚の底板と４枚の側板から構成されている。
（形態５）枠体の溶着面に形成された凸部の断面形状は、略四角形である。枠体の溶着面に形成された凹部の断面形状も、略四角形である。
（形態６）枠体の溶着面に形成された凸部の断面形状は、略三角形である。枠体の溶着面に形成された凹部の断面形状も、略三角形である。
（形態７）枠体の溶着面には、複数の凸部が規則的に整列した状態で形成されている。個々の凸部の形状は、略円柱形状（円錐台形状）である。凹部は凸部の周りに設けられている。詳しくは、枠体の溶着面を上面視した場合、凹部は凸部と略同心円となるリング状に形成されている。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の封止方法及び枠体が適用された電池のいくつかの実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
＜第一実施例＞
先ず図１〜図４に基づいて、本実施例のリチウム二次電池１０の構造について説明する。図１は電池１０の分解斜視図であり、外装フィルム１２で枠体１４の開口２２を封止する前の状態を示している。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、枠体１４の側板１４ａの断面形状を示している。図３は、枠体１４と外装フィルム１２の溶着処理を説明するための模式図である。図４は、溶着処理後の溶着面１６を示す。図４中の破線部分は、溶着処理前の外装フィルム１２と枠体１４の凹部１８を示している。
【００１６】
本実施例に係る電池１０の大まかな構成を説明する。
図１に示すように、本実施例の電池１０は、上面が開口している平箱形状の枠体１４に扁平渦状の捲回型電極体２６を収容し、外装フィルム１２で枠体１４の開口２２を封口したリチウム二次電池である。
【００１７】
電極体２６は、セパレータを介して正極シート（正極）と負極シート（負極）を積層し、扁平渦状に捲回して形成されている捲回型電極体である。電極体２６は、電解質とともに本リチウム二次電池１０の発電要素を構成している。
正極シートはアルミニウム製の集電箔を有し、その集電箔の表裏両面には正極活物質層が設けられている。正極シートは、正極リード端子２４に接続されている。正極リード端子２４はアルミニウム製の板材からなる。正極リード端子２４は、枠体１４に固定されている。
負極シートは銅製の集電箔を有し、その集電箔の表裏両面には負極活物質層が設けられている。負極シートは、負極リード端子２８に接続されている。負極リード端子２８は、銅製の板材からなる。負極リード端子２８は、枠体１４に固定されている。
セパレータは、多孔質ポリオレフィンシートである。セパレータには、電解質が染み込んでいる。
電解質は、前記したように電池の発電要素を構成している。電解質には、従来から知られているリチウム二次電池用の液状の非水系電解質やゲル状のポリマー電解質を用いることができる。例えば、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）の混合溶媒（例えばＤＥＣ：ＥＣが７：３の質量比である混合溶媒）にリチウム塩として六フッ化リチウム（ＬｉＰＦ６）を溶解した電解質を用いることができる。
【００１８】
次に本実施例に係る枠体１４について説明する。
本実施例に係る電池１０を構成する枠体１４は、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂で成形されている。ポリプロピレン樹脂は、外装フィルム１２を構成するラミネートフィルムとの接着性に優れ、且つ、剛性を有する樹脂であるので、電池のパッケージを構成する枠体の材料として好適に用いることができる。
図１及び図２に示すように枠体１４は、１枚の矩形状の底板１４ｃと、その底板１４ｃの４辺に立設された４枚の側板１４ａ，１４ｂから構成された平箱形状を有している。枠体１４は、底板１４ｃと対向する面が開放され、開口２２を有している。４枚の側板１４ａ，１４ｂは開口２２を取り囲み、開口２２の周縁を形成している。枠体１４の内側（すなわち、底板１４ｃと４枚の側板１４ａ，１４ｂによって形成される内部空間）は、発電要素を収容する空間（以下「収容部１５」という）となっている。電極体２６は、開口２２から収容部１５に収容される。枠体１４の収容部１５に電極体２６を収容することで、電極体２６が物理的に保護され、外側からの応力による変形、破損等を防止することができる。
側板１４ａ，１４ｂの上面には外装フィルム１２が溶着される。すなわち、側板１４ａ，１４ｂの上面は、外装フィルム１２と溶着される溶着面１６となっている。図１に示すように、溶着面１６には開口２２の周方向に沿って凸部２０が環状に設けられており、凸部２０のすぐ外側に凹部１８が環状に設けられている。図２の断面形状に示すように、凸部２０は、略四角形の断面形状を有している。凹部１８も略四角形の断面形状を有している。凸部２０と凹部１８は、間隔をあけず隣接して設けられている。凸部２０と凹部１８は、凹部１８の窪み容積が凸部２０の突出体積と同等かそれより大きくなるように設けられている。
【００１９】
図示はしないが、枠体１４には電解質を注入する注入孔が形成されている。電極体２６を枠体１４の収容部１５に収容し、外装フィルム１２と枠体１４を溶着した後、注入孔から収容部１５内に所定の電解質を注入することができる。具体的には、注入孔に電解質注入針を刺し込んで収容部１５に電解質を注入する。注入後、注入針を引き抜くことによって、注入孔は再び密閉される。電解質注入孔は、弾性部材を枠体１４の所定部位に配置することで構成されている。
【００２０】
次に枠体１４とともに電池１０のパッケージを構成する外装フィルム１２について説明する。外装フィルム１２は、従来から用いられているラミネートフィルムを用いることができる。本実施例では、ナイロン製の外面層３２、アルミニウム製のバリア層３４、ポリプロピレン製の溶着樹脂層３６を有するラミネートフィルムを採用している。外装フィルム１２は枠体１４の開口２２を有する面と略同一形状に切り出されたものが使用されている。外装フィルム１２の溶着樹脂層３６の樹脂と枠体１４の溶着面１６の樹脂が溶着・融合することで、電池１０が封止される。
【００２１】
次に、本電池１０の封止方法を説明する。まず、枠体１４の収容部１５に、図１に示すように電極体２６を収容する。具体的には、枠体１４の開口２２から電極体２６を収容部１５に収容し、正極リード端子２４及び負極リード端子２８と電極体２６の正極シート及び負極シートをそれぞれ電気的に接続する。
【００２２】
次いで、外装フィルム１２を枠体１４の上方（図１に示す矢印の方向）から枠体１４に重ね合わせて、枠体１４の開口２２を覆い、その状態で枠体１４の溶着面１６と外装フィルム１２を加熱圧着する（正確には、枠体１４と外装フィルム１２の溶着樹脂層３６が溶着される）。外装フィルム１２と枠体１４の溶着手段としては特別な方法を要さず、一般的な加熱手段によって行うことができる。本実施例では、ヒートプレス機（図示しない）を用い、熱板（ヒートバー）３０によって加熱圧着する方法を採用している。
【００２３】
溶着処理について図３、図４を参照して詳述する。
枠体１４の溶着面１６には、上記したように、開口２２の周方向に沿って凸部２０と凹部１８が環状に形成されている。図３に示すように、枠体１４と外装フィルム１２を重ね合わせると、外装フィルム１２は、まず溶着面１６にある凸部２０と接触する。外装フィルム１２の上部から矢印Xの方向に熱板３０を移動させて外装フィルム１２に押し当てると、熱板３０からの熱は外装フィルム１２を介して凸部２０に流れ、凸部２０から枠体１４の各部に流れる。このため、枠体１４の凸部２０が集中的に加熱され、凸部２０にある樹脂が優先的に溶融する。溶融した樹脂（凸部２０から溶け出した樹脂）は凸部２０の周囲（枠体１４の外側と内側）に流れる。枠体１４の外側（矢印Yの方向）に流れた樹脂は凹部１８に流れ込み、凹部１８を充填する。凸部２０を形成していた樹脂が完全に溶融すると、溶着面１６の全体と外装フィルム１２の溶着樹脂層３６が接触し、外装フィルム１２の溶着樹脂層３６と枠体１４の溶着面１６の全体が融合して溶着処理が完了する（図４参照）。
なお、外装フィルム１２と枠体１４との溶着処理を行う間は、熱板３０を枠体１４に押し付ける荷重を略一定とすることができる。熱板３０から枠体１４に作用する荷重を略一定とすると、溶着初期においては、熱板３０からの荷重を枠体１４の凸部２０で受けるため、凸部２０と外装フィルム１２に大きな圧力が作用する。一方、溶着後期においては、熱板３０からの荷重を枠体１４の溶着面１６の全体で受けるため、枠体１４の溶着面１６と外装フィルム１２との間に作用する圧力が小さくなる。
枠体１４と外装フィルム１２を溶着した後、電解質注入口から電解質を注入し、本実施例にかかるリチウム二次電池１０が完成する。
【００２４】
本実施例の封止方法では、まず、枠体１４の凸部２０が溶融して枠体１４と外装フィルム１２が部分的に溶着し、次いで、枠体１４の溶着面１６の全体と外装フィルム１２が溶着する。枠体１４の凸部２０が溶融する際は、熱板３０からの荷重が枠体１４の凸部２０にのみ作用するため、凸部２０と外装フィルム１２が高い圧力で加圧される。このため、枠体１４の凸部２０が溶融して枠体１４と外装フィルム１２が部分的に溶着するだけで、両者の溶着部は一定の溶着強度と気密性を有することができる。一方、溶着面１６の全体と外装フィルム１２とを溶着する際は、熱板３０からの荷重が溶着面１６の全体に作用するため、枠体１４と外装フィルム１２の間に作用する圧力が低くなり、電池１０の外側にバリが発生することが抑制される。
また、凸部２０の樹脂は高い圧力で加圧されて溶融するが、その溶融した樹脂のうち外側に流れる樹脂（すなわち、バリの原因となる樹脂）は凹部１８内に流れ、凹部２０を越えて外側に流れることが防止されている。また、凹部１８は、凸部２０の樹脂だけでなく、外装フィルム１２の溶着樹脂層３６や枠体１４の溶着面を構成していた樹脂をも受け入れることができる。このため、溶着処理時に溶け出した外装フィルム１２の溶着樹脂層３６や枠体１４の凸部２０の樹脂が凹部１８の窪みに充填して枠体１４の外側に流れることが防止されるため、電池１０の外側にバリが形成されにくい。
また、電池の外側にバリが形成されると、枠体と外装フィルムとの間に隙間が出来やすく、この隙間から水分が内部に侵入して電池性能を低下させることがある。本実施例の封止方法では電池１０の外側にバリが形成されにくいため、バリの発生による枠体１４内への水分の浸入が防止され、電池１０の性能を長期間に亘って良好に維持することができる。
また、本実施例の封止方法は、前記したように、まず、枠体１４の凸部２０を溶融して枠体１４と外装フィルム１２を部分的に溶着する。本封止方法によれば、少なくとも凸部２０と外装フィルム１２が当接する部分が強固に溶着され、電池１０が液密に保たれる。本封止方法が採用された電池１０は、外部から内部へ水分が浸入する不具合や、外側に電解質が漏れ出す不具合が起き難い。
さらに、本実施例の封止方法によると、溶着処理時に熱板３０から加えられる熱は、枠体１４の他の部位に拡散しにくく、枠体１４の凸部２０が集中的に加熱される。このため、溶着処理時に枠体１４全体の溶融過多が防止され、また、溶着処理に要する時間を短時間とすることができるという利点を有する。また、溶着処理中に枠体１４の内部に収容されている電極体２６への熱拡散も防止されるため、溶着処理時に電極体２６のセパレータ等が破損し難いという利点も有する。
【００２５】
＜第二実施例＞
本実施例は、枠体１１４の凸部１２０と凹部１１８の形状が異なるほかは、第一実施例と同様の構成である。以下の説明では、第一実施例と異なる点のみを説明し、第一実施例と重複する点についてはその説明を省略する。
【００２６】
図５に本実施例に係る枠体１１４の溶着面１１６の形状を示している（溶着処理前）。図５に示すように、枠体１１４の凸部１２０は断面形状が略三角形であり、凹部１１８の断面形状も略三角形である。凸部１２０と凹部１１８は、第一実施例に係る枠体１４と同様に間隔をあけずに連続して設けられている。凸部１２０と凹部１１８は、凹部１１８の窪み容積が凸部１２０の突出体積と同等かそれより大きくなるように設けられている。外装フィルム１２は、第一実施例と同一構成を有し、枠体１１４の開口１２２を有する面と略同一形状に切り出されたものが使用されている。
枠体１１４の開口１２２を外装フィルム１２で封止するには、外装フィルム１２と枠体１１４を重ね合わせ、外装フィルム１２の上方から矢印Ｘの方向に熱板３０を移動させて外装フィルム１２に押し当て、枠体１１４の溶着面１１６と外装フィルム１２を加熱溶着する。加熱溶着すると、凸部１２０を構成していた樹脂が枠体１１４の外側と内側に流れ、外側に流れた樹脂（矢印Ｙ）が凹部１１８を充填する。凸部１２０の樹脂が溶融すると、次いで、枠体１１４の溶着面の全体と外装フィルム１２が溶着される。
第二実施例の封止方法によっても、凹部１１８は、凸部１２０を構成していた樹脂を受け入れることができ、さらに、外装フィルム１２の溶着樹脂層３６を構成していた樹脂をも受け入れることができる。従って、本実施例の封止方法が採用された電池も、封止作業時に溶融した樹脂が外側にはみ出し難く、バリの発生が抑制される。
【００２７】
また、本実施例に係る枠体１１４は、凸部１２０と凹部１１８の断面形状が略三角形であり、凸部１２０の外側の壁面と凹部１１８の内側の壁面が連続する傾斜面を構成する。このため、凸部１２０から溶融した樹脂は、凹部１１８に滑らかに流れ込むことができる。従って、凸部１２０から凹部１１８内に流れ込んだ樹脂の充填状態がよい。
溶着処理時に熱板３０から加えられる熱は、枠体１１４の凸部１２０に集中する。特に、本実施例に係る凸部１２０は断面形状が略三角形であるので、溶融初期において外装フィルム１２と凸部１２０との接触面積が小さくされている（溶融開始時においては、線状に接触する）。このため、溶着処理の際には、凸部１２０の樹脂が速やかに溶融し、溶着処理の時間が短くなる。
第二実施例の封止方法は、第一実施例の封止方法と同様に、枠体１１４の凸部１２０を溶融しながら溶着する。本封止方法によれば、少なくとも凸部１２０が溶融して外装フィルム１２と溶着する部分は、高い圧力で加圧された状態で加熱・溶融するため強固に封止される。溶着面１１６と外装フィルム１２が途切れることなく溶着されるため、電池が液密に保たれる。本封止方法が採用された電池も、その内部に外側から水分が浸入する不具合や、外側に電解質が漏れ出す不具合が起き難い。
また、溶着処理時に枠体１１４に加えられる熱は、枠体１１４の他の部位に拡散しにくい。このため、溶着処理時に枠体１１４全体の溶融過多が防止されるという利点を有する。さらに、枠体１１４の内部に収容されている電極体への熱拡散も防止されるため、溶着処理時に電極体のセパレータ等が破損し難いという利点も有する。
【００２８】
＜第三実施例＞
本実施例は、枠体２１４の溶着面２１６に形成された凸部２２０と凹部２１８ａ、２１８ｂの構成が異なるほかは、第一実施例及び第二実施例と同様の構成である。本実施例では、第一実施例及び第二実施例と重複する説明を省略する。
【００２９】
図６に本実施例に係る枠体２１４の溶着面２１６の断面形状を示している（溶着処理前）。図６に示すように、枠体２１４の凸部２２０は、断面形状が略四角形である。凹部２１８ａ、２１８ｂは、凸部２２０の両側に形成されている。凹部２１８ａ、２１８ｂの断面形状も略四角形である。凹部２１８ａ、２１８ｂの窪み深さは凸部２２０の突出高さよりも小さいが、凹部２１８ａ、２１８ｂの窪み容積の和は凸部２２０の突出体積よりも同等かそれより大きくなるように設けられている。凸部２２０と凹部２１８ａ、２１８ｂは、間隔をあけずに設けられている。外装フィルム１２は、枠体２１４の開口２２２を有する面と略同一形状に切り出されたものが使用されている。
枠体２１４の開口２２２を外装フィルム１２で封止するには、外装フィルム１２と枠体２１４を重ね合わせ、外装フィルム１２の上方から矢印Ｘの方向に熱板３０を移動させて外装フィルム１２に押し当て、枠体２１４の溶着面２１６と外装フィルム１２を加熱溶着する。加熱溶着すると、凸部２２０を構成していた樹脂が枠体２１４の内側（矢印Ｙ１）と外側（矢印Ｙ２）に流れ、凹部２１８ａ、２１８ｂを充填する。本実施例では、溶着処理時に溶け出した凸部２２０の樹脂は凸部２２０の両側に設けられた凹部２１８ａ、２１８ｂに受け入れられ、外装フィルム１２の溶着樹脂層３６を構成していた樹脂も、凹部２１８ａ、２１８ｂに受け入れられる。従って、溶融した樹脂が電池の外にはみ出しにくい。本実施例によっても、電池の外側にバリが形成されることを抑制することができる。また、凹部２１８ｂは、溶着面２１６において凸部２２０よりも内側（収容部２１５側）に形成されている。溶着処理時に溶け出した樹脂は、枠体２１４の内側（収容部側）にもはみ出しにくいという利点も有している。
本実施例は、第一実施例と同様に、まず、枠体２１４の凸部２２０を溶融しながら溶着する。このため、少なくとも凸部２２０が溶融して外装フィルム１２と溶着する部分は、充分な溶着強度と気密性を有することができる。凸部２２０と凹部２１８ａ，２１８ｂが溶着面２１６の全周（開口２２２の周縁）にわたって形成されるため、溶着面２１６と外装フィルム１２は途切れることなく開口２２２の周縁に沿って溶着される。これによって、本実施例の封止方法で封止された電池は、液密に保たれ、内部に外部から水分が浸入する不具合や、外側に電解質が漏れ出す不具合が起き難い。
本実施例でも、バリの形成が好適に抑制される。さらに、溶着処理時に熱板３０から加えられる熱は、枠体２１４の他の部位に拡散しにくく、枠体２１４の凸部２２０に集中する。このため、溶着処理時に枠体２１４全体の溶融過多が防止されるという利点を有する。また、枠体２１４の内部に収容されている電極体への熱拡散も防止されるため、溶着処理時に電極体のセパレータ等が破損しにくいという利点も有する。
【００３０】
＜第四実施例＞
本実施例は、枠体３１４の溶着面３１６に形成された凸部３２０と凹部３１８の構成が異なるほかは、第一実施例〜第三実施例と同様の構成である。本実施例では、第一実施例〜第三実施例と重複する説明は省略する。図７は本実施例に係る枠体３１４の溶着面３１６の平面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である
【００３１】
図７に示すように、枠体３１４の溶着面３１６には、略円柱状の凸部３２０が複数形成され、各凸部３２０の周りに凹部３１８がそれぞれ形成されている。すなわち、溶着面３１６には、１組の凸部３２０と凹部３１８によって形成される凸凹部３２１が複数設けられている。凸凹部３２１は溶着面３１６の全域にわたって規則的に設けられている。図８に示すように凸部３２０は、その断面形状が略台形である。また、凹部３１８の断面も略台形となるように設けられている。凹部３１８の凹み深さは、凸部３２０の突出高さよりも小さいが、凹部３１８の窪み容積は凸部３２０の突出体積よりも同等かそれより大きくなるように構成されている。外装フィルム１２は、第一実施例の外装フィルム１２と同様に、枠体３１４の開口３２２を有する面と略同一形状に切り出されたものが使用されている。
枠体３１４の開口３２２を外装フィルム１２で封止するには、外装フィルム１２と枠体３１４を重ね合わせ、枠体の溶着面３１６と外装フィルム１２が重なりあった状態で熱板３０によって両者を加熱溶着する。本実施例では、溶着処理時に溶け出した枠体３１４の凸部３２０の樹脂は凹部３１８に受け入れられる。また、外装フィルム１２の溶着樹脂層３６を構成していた樹脂も、凹部３１８に受け入れられる。このため、溶着処理時に溶融した樹脂が溶着領域からはみ出すことを抑制することができる。従って、本実施例の封止方法が採用された電池も、バリの形成が好適に抑制される。
さらに、溶着処理時に熱板３０から加えられる熱は、溶着面３１６の全体ではなく複数個ある凸部３２０に集中する。枠体３１４の内部に収容されている電極体への熱拡散が防止されるため、溶着処理時に電極体のセパレータが破損しにくいという利点や、溶着処理時に枠体３１４の溶融過多が防止されるという利点を有する。
【００３２】
以上に説明した実施例は、種々の変更、修正、変形、及び／又は改良が可能である。本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができる。従って、本発明に係る装置及び方法は、全ての周知又は後に開発された変更、修正、変形、及び／又は改良を含むことを意図する。
【００３３】
例えば、枠体に形成される凸部と凹部の形状は、特に限定されない。上記実施例で示したように略四角形の断面形状を有する形態や、略三角形の断面形状を有する形態のほかに、略半円形の断面形状を有する形態などを採ることができる。
また、溶着面に形成される凸部と凹部の位置や数は、溶着面の形状や構成から適宜設定することができる。例えば、枠体の溶着面を平面視した場合、凸部と凹部が格子状に設けられていてもよい。また、枠体の溶着面を平面視した場合、略四角形の凸部と凹部が市松模様状に交互に設けられていてもよい。
また、上記実施例では、一つの枠体に一つの電極体を収容する単電池を例示したが、本発明の封止方法は、一つの枠体に複数の電極体を収容する組電池に適用することができる。  
【００３４】
枠体に収容される電極体は、所定の電力を貯蔵及び放出できる発電要素であれば特に限定されない。電極体の形状やサイズには特に制限はなく、所望の形態、サイズに構成することができる。典型的な発電要素としては、種々の形態の一次電池（例えばリチウム一次電池、マンガン電池）、二次電池（例えばリチウム二次電池、ニッケル水素電池）、或いはキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）を挙げることができる。
【００３５】
本発明の枠体、或いは電極体収容部のサイズや形状は、収容対象の電極体の種類、サイズ、形状等によって適宜変更することができる。耐衝撃性材料であり、収容（保持）する蓄電素子を構成する電解質や電極体の使用による反応生成物に対して耐性がある材料から形成された枠体が好ましい。典型的には、絶縁性材料を選択することが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）等が好ましく選択される。また、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド樹脂）、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン樹脂）等を用いてもよい。枠体は、これらの樹脂から選択される単一の樹脂材料から構成されたものでもよいし、二種以上の樹脂が混合された材料から構成されてもよい。
【００３６】
また、外装フィルムは、この種の電池のパッケージを構成するものであれば特に限定することなく用いることができる。典型的には、高融点樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂）から構成された外面（保護）層と、金属箔（例えばアルミニウム、スチール）から構成されたバリア層（ガスや水分を遮断するバリア層）と、熱融着性樹脂（比較的低融点である樹脂、例えばエチレンビニルアセテート、或いはポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂）から構成された接着層との三層構造を有するラミネートフィルムを好適に用いることができる。このような三層構造ラミネートフィルムは、適当な加熱圧着手段（例えばヒートプレス機）を使用することによって、枠体と溶着することができる。
【００３７】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】外装フィルムで枠体を封止する前の電池の構成を示す模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面を示しており、枠体の溶着面の断面形状を示す部分断面図である。
【図３】第一実施例に係る枠体と外装フィルムの溶着処理を示した模式図である。
【図４】第一実施例に係る枠体と外装フィルムの溶着状態を示した模式図である。
【図５】第二実施例に係る枠体の溶着面の断面形状を示すとともに、枠体と外装フィルムの溶着処理を示した模式図である。
【図６】第三実施例に係る枠体の溶着面の断面形状を示すとともに、枠体と外装フィルムの溶着処理を示した模式図である。
【図７】第四実施例に係る枠体の溶着面を上面視した形状を示す模式図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面を示すとともに、枠体と外装フィルムの溶着処理を示した模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  リチウム二次電池
１２  外装フィルム
１４、１１４、２１４、３１４  枠体
１６、１１６、２１６、３１６  溶着面
１８、１１８、２１８、３１８  凹部
２０、１２０、２２０、３２０  凸部
２２、１２２、２２２、３２２  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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